当期目录

2021年 第3卷 第2期 刊出日期：2021-06-26

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专刊——农业科学数据采集方法研究

中国农业智能传感器的应用、问题与发展

颜瑞, 王震, 李言浩, 李哲敏, 李娴

2021, 3(2):  3-15.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210201

摘要 ( 1819 )   HTML ( 100)   PDF (1468KB) ( 2983 )  

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农业智能传感器是智慧农业的关键核心技术之一。本文首先阐述了智能传感器的概念、特征和实现方法，从而引入了农业智能传感器的构成、发展与应用。根据检测对象的不同，将农业智能传感器分为生命信息、环境信息和品质安全三大类，其中，生命信息智能传感器分为植物和动物生命信息，环境信息智能传感器分为水体、土壤、畜禽和气象环境信息。从目前农业智能传感器的构成与应用现状可以发现，当前我国农业智能传感器存在集成化程度较低（模块化方式实现）、农业智能传感器的核心元件（传感器元器件和微控制器）严重依赖进口、智能化程度不高等问题，应用范围有限。针对上述问题，分别从农业智能传感器技术中的核心控制器、农业传感器、无线通信网络和配套算法四个方面进行了深入剖析，其根源在于我国缺乏农业专用的核心控制器、自主研发的高端农业传感器少、缺乏农业适用的无线通信网络协议及高精度的智能传感器算法。针对以上问题，分别从研发中国“农业芯”和高性能MEMS传感器、构建农业专用无线网络和开发高性能智能算法方面提出可行对策，将有助于推进农业智能传感器的中国智造进程。在智慧农业快速发展的当下，农业智能传感器的中国智造之举至关重要。

基于LabVIEW的植物离子吸收多参数检测系统软件研发

冯小鼎, 王晓冬, 罗斌, 王成

2021, 3(2):  16-23.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210202

摘要 ( 461 )   HTML ( 7)   PDF (1866KB) ( 197 )  

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无机离子是农作物植株生长环境中重要组成部分，具备调节生理活动的功能。在生长过程中获得植物与环境养分离子的吸收信息有助于揭示植物的养分吸收机理，辅助农业科研人员或生产者监测植物生长状态。本文以植物离子吸收动力学为依据，设计了一款在线、活体、多通道的植物离子吸收多参数检测软件系统。研究在水培环境下，基于液态离子选择性微电极和NI-9205采集卡获取的离子电信号，在软件中转换为离子浓度，再通过自动拟合出的离子浓度耗竭曲线实现离子吸收动力学特征参数的实时在线获取。该软件系统基于LabVIEW软件平台进行开发设计，结合Actor Framework（操作者框架）多线程并发式的设计模式和面向对象的设计思想，完成了用户交互界面、数据采集、数据处理与分析以及数据库应用等模块化设计。对多任务系统层级间的异步通信结构进行分析与搭建，并基于高内聚、低耦合的设计原则，构建抽象的数据消息接口隔离上下层模块，增强软件的可靠性和扩展性。在数据处理与分析模块的核心业务逻辑中，嵌入服从能斯特方程的电压-浓度标定转换算法，并完成植物离子吸收动力学特征参数提取的具体流程。经过实验测试，该系统能够实时准确的完成离子电压信号的采集、浓度的标定与转换、特征多参数的获取，可满足农业科研和生产中对植物离子吸收动力学特征参数自动在线监测的需求，为营养学研究和栽培管理措施制定提供依据。

农业大数据信息平台构建方法初探

李强, 高懋芳, 方莹

2021, 3(2):  24-30.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210203

摘要 ( 762 )   HTML ( 42)   PDF (946KB) ( 512 )  

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农业大数据信息平台是整合现代农业技术生产、经营管理经验，运用农业大数据、物联网等多项高新信息技术成果，以实现我国农业产业的信息化、数字化、智能化的综合系统。大数据是我国现代农业建设的重要驱动力量，在政策引导下使用高新技术实现智慧农业的发展是当今农业发展的主题。本文综述了数字农业应用大数据网在信息平台中的构建基本方法与具体实施对策建议，针对数字农业、农业大数据的基本特点，揭示其科学内涵，阐述农业大数据信息平台中的核心技术功能，探讨建立数字时代农业应用标准规范，提出多种数据采样管理策略，组合为农业信息网络中的分布式数据结构及一个模块化的数字农业动态数据采集管理平台，实施精确的数据变量采集管理控制措施，实现低成本投入、高效率、可持续的数字农业动态数据采集生产。结合我国数字农业发展特点构建大数据信息平台是当今世界农业发展的最新趋势，发展农业信息采集技术与方法对于推进我国农业高质量发展、建设数字农业、抢占全球农业制高点具有重要意义。

新疆生产建设兵团农业资源数据采集与整合方法研究

王慧, 王海江, 高攀, 张泽, 侯彤瑜, 吕新

2021, 3(2):  31-41.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210204

摘要 ( 498 )   HTML ( 13)   PDF (2642KB) ( 337 )  

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【有关概念】：农业资源数据是用来描述农业资源的数字、字母、符号、图表、图形或其他模拟量。农业资源数据里包含着农业资源信息。【目前研究现状】：目前，新疆生产建设兵团正在大力开展农业大数据研究与应用建设工作，在此过程中，传统的农业资源数据采集与整合方式表现出采集标准不一致，数据质量不高，信息碎片化、流动性低等问题，迫切需要研究出一套经济、可行、高效的农业资源数据采集与整合方法。【本文的内容概括】：本研究综述了国内现阶段农业数据资源的研究进展情况，讨论了农业资源数据采集与整合方法研究的意义。在对新疆生产建设兵团现有农业资源数据进行系统观察、分析和梳理主要问题的基础上，将农业资源数据采集与整合方法拆分成技术指标规范模块、农业资源采集模块、数据质量检查模块、异构数据转换模块、数据分类编码模块、数据管理模块、决策支持模块、农业资源共享模块，建立了一套农业资源数据采集与整合方法模型，搭建了新疆兵团农业资源整合与共享平台。【展望】：农业资源数据的数量、质量和实效性关系到农业大数据的发展基础。本文已针对现阶段农业资源数据采集与整合情况，对分散、异域的农业资源数据进行初步采集与整合，后期将在实践中不断改进其中不必要和不合理的部分，寻求一种更经济、更合理、更有效的工作程序，为挖掘、揭示和再组织不同农业资源数据间的关联关系做好充分的数据准备。

研究综述

内蒙古地区中药资源大数据的应用与展望

张明旭, 张茹, 席琳图雅, 陈元, 毕雅琼, 张春红, 吴涛涛, 李旻辉

2021, 3(2):  42-53.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210205

摘要 ( 830 )   HTML ( 24)   PDF (3449KB) ( 570 )  

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大数据是具有数据量大、类型复杂、价值密度低和实效高四大特性的庞大数据集合。大数据技术是一种非结构性的数据处理技术，可以将不同产业收集的大量数据进行专业化的处理。中药资源大数据是中药产业在漫长发展过程中所产生的大量具有实际意义的数据。内蒙古地区作为少数民族聚居地区，在长期历史发展的过程中，蒙医药同中医药一起，在防病治病方面起着重要的作用，积累了大量的中蒙医药数据。如何对这些数据进行收集整理是当前中医药资源相关产业发展重要的驱动力之一，也是中医药现代化进程中有利的推动力之一。随着现在科学技术的发展，中蒙药资源的应用与最前沿的大数据技术相结合，可以有力的促进中医中药与蒙医蒙药现代化发展进程。本文整理了内蒙古地区中蒙药资源数据库、中药资源动态监测站、中药产业大数据平台的建设情况并总结了关于内蒙古地区中药资源大数据的研究现状。最后，本文针对内蒙古地区中蒙药资源在发展中可能遇到的相关问题提出了对应的发展方案，为中蒙药资源的可持续利用和发展及解决不同地区中药及民族药野生资源匮乏的问题提供了一种研究方法，为内蒙古地区及全国其他各地区的中药资源大数据的研究提供方案，为今后中药资源的大数据应用建设与发展奠定了科学基础。

茶叶全产业链大数据中心功能设计与开发进展

陈富桥, 凌晨

2021, 3(2):  54-66.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210206

摘要 ( 969 )   HTML ( 46)   PDF (2433KB) ( 603 )  

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国家茶叶全产业链大数据项目是农业农村部批复建设的单品大数据平台之一，建设的目标是为涉茶政府部门、经营主体、科研机构、公众等提供专业权威的数据服务，致力于支撑茶产业科学决策，提高茶产业数字化水平，助推我国茶产业数字化转型，同时为数字农业项目建设提供试点经验。中心立足茶产业实际按照可用、能用、易用的原则进行设计和建设，开展茶产业数据的采集、存储、挖掘工作，在功能上按照一体化管理和模块化应用思路进行，并强化了数据采集和应用功能，开发了丰富多元的数据采集功能，同时根据具体的应用场景开发了相对独立的数据挖掘和模型系统。通过前期的建设和调试，目前已经具备数据采集、分析和发布能力，其中消费趋势数据、电商数据、舆情监测数据已经具有明显的辅助决策能力，对全面把握茶产业运行规律、产业政策制定、指导科学决策开始发挥作用。本文依据项目建设方案和实际进展，介绍了国家茶叶全产业链大数据试点项目建设的背景与意义、定位与建设目标；重点介绍了项目的技术路线、主要模块及其主要功能；对项目的主要特色进行了剖析，并对对后期建设计划进行了展望。

油料（油菜、花生）全产业链大数据的建设

蒋锐, 黄凤洪, 吴渝, 霍梦佳, 刘华威

2021, 3(2):  67-74.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210207

摘要 ( 748 )   HTML ( 19)   PDF (1043KB) ( 492 )  

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农产品全产业链大数据建设对于推动农业发展方式加快转变，促进农业转型升级、提质增效和可持续发展，加快农业现代化进程有着重要意义。我国重要农产品全产业链大数据建设刚刚起步，发展基础薄弱，，在乡村信息基础设施不健全，农产品加工链不完善、产业链数据资源分散，天空地一体化数据获取能力较弱、覆盖率低等多个问题。本文以油料（油菜、花生）为例，分析全产业链大数据建设现状，明确油料全产业链大数据平台建设思路与原则，提出平台建设的基本架构与主要功能，面向油料作物产量预测、价格预测、政策分析等主题开发集成气象产量预测模型、遥感产量预测模型、价格监测模型以及政策主题演化模型以及语义对比分析模型等，支持多场景数据挖掘与应用服务。本文探索形成需求为导向的，大数据、自然语言处理以及人工智能技术为依托的油料全产业链大数据平台建设方案，支持基础环境、资源投入、生产加工和流通消费等重要领域和关键环节数据资源汇聚与分析挖掘，可有效增强数字技术研发应用能力，打造全产业链单品种大数据治理与应用示范样板，为全面推进农产品全产业链大数据建设提供可复制、可借鉴、可推广的机制、模式和经验，示范引领农业农村大数据建设，从而促进提升农业生产经营和管理服务数字化水平，助推农业农村现代化。

数据论文

呼伦贝尔羊草草甸草原植物群落特征数据集（2009-2015年）

闫瑞瑞, 陈宝瑞, 张保辉, 杨桂霞, 辛晓平

2021, 3(2):  75-78.  DOI: 10.19788/j.issn.2096-6369.210208

摘要 ( 571 )   HTML ( 38)   PDF (801KB) ( 715 )  

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呼伦贝尔草原植被地带性分布由东到西是草甸草原和典型草原，依次为线叶菊、贝加尔针茅、羊草、大针茅和克氏针茅5个群系，构成了呼伦贝尔不同草地类型与组合，是呼伦贝尔草地主体。该数据集通过开展野外呼伦贝尔贝温性羊草草甸草原长期固定样地植物群落变化研究，收集整理了2009–2015年植物群落特征，包括植物群落总盖度、植物群落自然高度、植物群落多度、植物群落地上绿色干重。用户可以按照调查年份对植物群落特征进行数据检索。呼伦贝尔羊草草甸草原植物群落长期监测数据集的建立与共享，可为全球气候变化和人类干扰背景下开展温性草甸草地生态监测工作、探索该草原类型植物群落特征的动态研究提供数据支持，为深入认识长期围封下草地生态系统响应规律和草地生态系统恢复演替提供理论依据。